超导系统

2012年10月02日 08:59 新浪科技 http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/1002/U5385P2DT20121002084835.jpg　　悬浮中的超导体：物理学家们对于超低温超导，即所谓“标准超导”背后的原理已经基本搞清，但是对于“高温超导”领域，比如室温环境下如何实现超导的原理仍然知之甚少　　新浪科技讯 北京时间10月2日消息，最近科学家们在室温超导研究方面取得了一项发现，这一结果如果得到证实，将大大加快无损远距离输电和磁悬浮列车的研制的进程。　　尽管物理学家们已经搞清楚了在超低温超导，即所谓“标准超导”，比如零下275摄氏度低温环境下实现超导背后的原理，在“高温超导”领域，比如在高出绝对零度140度的环境下如何实现超导的原理仍然知之甚少。研究人员们仍然不清楚为何这些“温暖”的物质可以实现零电阻导电，科学家们也无法知道在相对高温的环境下，如室温环境下物质是否可以实现超导。而这正是此次的这项发现所要解答的。　　根据一份发表在《先进材料》杂志上的文章，价格便宜且容易获取的石墨粉似乎显示出超导特性的信号。并且这一切并不需要价格昂贵的低温冷却设备——让石墨粉显示超导性所需的材料仅仅是一盆水即可。　　德国来比锡大学的帕布罗·艾斯奎纳兹(Pablo Esquinazi)和其它物理学家最先于2012年发表在arXiv网站上的一篇文章中探讨了石墨的超导性。这些石墨材料中的一部分表现出约瑟夫逊效应，也就是在隔绝两块超导体之间的障碍中形成电子隧道的现象。这一效应说明这些石墨样本中包含具有超导特性的区域。　　艾斯奎纳兹表示：“基于这项工作，以及在过去3年间我们所做的工作，我们坚信这其中蕴藏着超导区域的可能性是存在的。”为了验证这种想法，研究人员用水处理石墨粉：他们将其与水混合23小时，将其取出过滤，并在100摄氏度环境中干燥。随后他们将这一经过水处理的石墨粉样本在改变的磁场环境中进行实验，观察其反应。　　石墨和其它一些材料在此之前便代表着室温超导研究的希望。在过去也曾有一些文章报告在经过硫或氧处理后的石墨粉中检测到微弱的，间接的超导信号。但是没有任何人，包括报告这些现象的科学家们，没有任何人能够真正制造出一个室温环境下的超导体——一种符合教科书定义的真正的超导体——可以实现零电阻导电的特性。　　然而超导体还有其它一些特征：一种材料。当其温度低于某一阈值，并经历某种相变时一般就会显示出超导性。而约瑟夫逊效应也是超导性的另一种信号，除此之外还有麦士纳效应，一般也被称为“反磁性”。当暴露于外部磁场中时，超导体会会推开这一磁场，从而阻止该磁场通过材料体内部。而超导体内部的磁场会比外部磁场更弱一些。这一特性让超导体得以悬浮半空，同时在外部磁场中形成可探测到的变化，同时也提供了一种对于超导性的可探测性信号。　　物理学家们此次正是利用了这一特点：他们将经过处理的石墨粉置于变化中的外部磁场，并测量其反磁性特征。结果显示样本的一小部分确实显示出超导性特征，但是这样的比例非常小，大约仅占0.01%。　　这样的比例可是一点都不让人感到振奋。艾斯奎纳兹表示：“这样的量实在太少了，这让我们很难进行进一步的研究。然而这一实验中给出了这样一种理念，那就是任何材料都可能在室温下实现超导，尤其是那些便宜而又容易获取的材料，如石墨和水。这一点具有重要意义。”　　加州大学圣迭戈分校物理学家伊凡·舒尔(Ivan Schuller)表示：“如果你能制造出一种零电阻材料，而且这种材料的原料非常容易获取，制造出来之后也不需要将其用液氮冷却。超导材料可以改变能量的传导量，将列车悬浮半空，还有其它很多很多事情。”它们迅速且高效的导电能力将让远距离无损输电甚至手持式电子设备从中受益。但是很难想象超导体被应用于电网结构之中，因为当下的超导技术还需要在低温下进行，而电网或是你的电脑是不太可能经常浸泡在液氮之中的。而如果石墨粉这样一种便宜而容易获得的材料果真能在室温下实现超导，那么这将彻底革新我们的现有技术。　　舒尔表示：“可以说，这一发现一旦证实，就将是一项重大发现。但问题就在于这究竟是不是真实的。这一点首先需要进行科学的判定。”舒尔认为由于这项发现意义重大，因此它更加需要更多的证据。研究人员目前还尚未能展示出这些样本具备了零电阻的特性，转变温度，甚至是约瑟夫逊效应。这些石墨粉样本所展示出的目前还仅仅是轻微的反磁性而已。　　舒尔表示：“这一现象必须在同样的样本中被重现，然后是从实验室的不同样本之间进行验证，再然后是在不同的实验室中进行验证。科学家们必须相互讨论和争论，以便最终确认这究竟是否真实。这就是科学运作的方式。如此一来，或许会有人得出正确的结论。”　　著名物理学家，美国斯坦福大学荣誉退休教授特雷多·加布雷尔(Theodore Geballe)同意这样的说法，即：当涉及室温超导问题时，仍然存在诸多的不确定性，仍然有很多工作需要去完成。尽管此次石墨粉材料表现出了初步的超导特性，他的意见是“在它们被证实之前，需要进行确认工作。我希望在本次报告之后就会有所突破，但是我对此一点都不感到乐观。”　　事实上，研究人员自己也认为石墨粉室温超导材料的研究还需要更多的证据才能得出结论。艾斯奎纳兹表示：“其它人必须进行相类似的实验并最终证明这一超导现象是确实存在的。这是一项非常精细的实验，信号非常微弱。”在此之后，他本人的研究小组将致力于增加石墨材料中具有超导属性的部分所占比重，并以此实现对其属性性质的分析。他说：“这样一来，如果这些超导材料的性质在室温下表现的足够好，足够稳定，这将是一场革命。我们真的只是刚刚起步。”(晨风)

在极端高压下变成金属态的氢元素极可能是室温超导体2013年08月08日 来源： 科技日报 作者： 罗会仟http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130807/051375868865125_change_wtt3837_b.jpg图为超导悬浮滑板http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130807/051375868865125_change_wtt3836_b.jpg生活中处处都是超导材料，如铝、钙、锡、铅等，一些非金属材料在高压下也是超导体，如硅、硫、磷等。 科幻电影《阿凡达》不仅仅给我们带来了3D的震撼视觉享受，也为我们构想出了一个奇幻美丽的潘多拉世界。其中最令人难忘的场景莫过于一座座悬浮在云端的哈利路亚山，山上爬满粗壮的藤蔓，还有壁挂飞天的瀑布和神秘的大鸟，神奇的哈利路亚悬浮山还时常在空中发生移动！ 究竟是什么神秘的力量能够悬空“托起”这一座座大山呢？电影中解释道，是因为山中蕴藏着一种叫做“Unobtanium”的神奇室温超导矿石，它借助母树附近的强大磁场悬托起了哈利路亚山。为了掠夺这种奇珍异宝，疯狂的人类甚至不惜一切代价欲摧毁那威人的家园。 那么，什么是超导材料？它为何有如此强大的磁悬浮力量？我们现实中的地球是否存在室温超导体呢？ 超导的力量 一块超导板甚至可以悬浮起相扑选手 超导，顾名思义就是超级导电的意思。超导材料具有许多独特的电、磁、热等物理特性，其中最典型的就是当降到足够低温度（该温度点称作超导临界温度）的时候，超导材料的电阻会突然变为零，假如在超导环中诱导出电流的话，电流将永久环流而几乎不衰减，而且也不会有任何发热现象。如果将超导体置于磁场环境下，超导感应电流的存在将使超导体内自动形成一个如“金钟罩”、“铁布衫”一样的屏蔽磁场，这有效抵消了外界磁场，导致超导体内磁场为零。这便是超导体的另一种特性——完全抗磁性。 超导体对外磁场的“抗拒”会产生作用力，同时磁场对超导体也存在反作用力，而且越靠近磁体，该作用力增加得越多，因此将超导体置于磁场上方的合适高度就可以达到抗磁力与重力的平衡，从而把超导体悬浮在空中——这就是超导磁悬浮的原理。尽管悬浮现象在生活中比比皆是，但来自完全抗磁性的超导磁悬浮无疑是最强的悬浮力量之一，一块见方大小的超导板甚至可以悬浮起重量级的相扑选手。 超导的条件 临界温度“低得可怜” 超导材料具有如此奇特的物理性质，它们很罕见吗？其实生活中处处都是超导材料，因为元素周期表中的大部分单质金属元素都是超导体，如铝、钙、锡、铅等，一些非金属材料在高压下也是超导体，如硅、硫、磷等。可是生活中却很少用到它们的超导特性，关键问题在于要实现超导，就必须将温度降到超导临界温度之下。遗憾的是，金属单质和合金超导体的临界温度都低得可怜。 例如1911年发现的第一个超导体——金属汞的临界温度在4K（热力学温标，相当于-269℃）左右，可以说它已经接近宇宙中的最低温度——绝对零度0K（-273℃），直到1986年以前，科学家发现的最高临界温度的超导体是Nb3Ge（中文名铌三锗），也仅为23K（-250℃）。要达到如此低的温度，用空调、冰箱来制冷是绝对不行的，它们顶多到-100℃左右，这需要依赖昂贵的液氦来制冷，就算在科研实验中也存在诸多局限，更何况大规模应用到生活中。 一个预言曾让高温超导研究陷入迷茫 超导体的零电阻和抗磁性让人们对其应用充满渴望，因为它将大大节约电力传输和使用过程中的损耗、可以提供持续稳定的强磁场、实现安全快捷的高速磁悬浮运输等等。因此，寻找到更高超导临界温度的超导体，乃至室温（300K或25℃左右）下的超导材料，势必将对人类未来的生活带来翻天覆地的革新。 1957年，物理学家巴丁、库伯和施里弗成功建立理论解释了传统金属单质和合金中的超导现象。他们认为：实现超导的关键在于低温下材料中的电子会“两两牵手配对”并且所有电子对能够和谐一致地运动，从而相互抵消了各自运动过程的能量损耗而实现超级导电的目的。据此理论，人们预言超导临界温度将不可能超越40 K(-233℃)，这个预言曾经一度让寻找更高临界温度的超导体之路陷入迷茫。 超导的希望 高温超导家族正在壮大 然而实验物理学家并没有放弃对更高转变温度超导体的探索。功夫不负有心人，1986年，IBM的工程师柏诺兹和穆勒在La-Ba-Cu-O陶瓷材料中发现了35K(-238℃)的超导电性。随后，华人科学家朱经武、吴茂坤以及中国科学家赵忠贤等人发现了具有93K(-180℃)超导的Y-Ba-Cu-O体系。最终，这类铜氧化物超导体最高临界温度提高到了165K(-108℃)附近，从而被称为高温超导体(这里的高温，只是相对常规金属超导体的低超导临界温度而言的)。 高温超导体的临界温度迈入了液氮温区，大大降低的研究和应用成本。然而，高临界温度只是超导应用中的重要指标之一，为大规模应用，超导材料还需要具有良好的可塑性和承载大电流的本领等，为寻找到更多更适合应用的超导材料，科学家加快了超导探索的脚步，陆续发现了许多超导新家族。例如：2001年，日本科学家发现临界温度高达39K的MgB2超导体；2008年，日、中、美、德等多国科学家在铁砷族化合物中发现55K以上的超导电性，这类超导体被称为铁基超导体，是个极其庞大的家族。 氢元素被“寄予厚望” 如今，超导体的种类已经覆盖各种金属、合金、非金属化合物、氧化物，乃至有机物等多种物质形态，似乎暗示“条条大路通超导”。随着诸多新超导体的不断涌现，超导研究领域高潮迭起，人类对超导的不断深入认识也极大地推进了现代基础物理的前沿研究，人们对室温超导体的发现更加充满期待和厚望。 从理论上，已经预言在极端高压下的氢元素将变成金属态，它就极可能是室温超导体。从实验上，人们在各种化学形态物质开展深入探索和研究，已经在寻找更高临界温度超导体积累了丰富的经验。 相信在不久的将来，只要我们不断努力前行，现实中的哈利路亚山——室温超导体也许不再是梦想。到那时，你或许可以用超导磁悬浮技术在云彩之中练瑜伽或在悬空的“白云”沙发上酣睡，那是何等地惬意和美妙！（文·罗会仟） （作者系中科院物理研究所理学博士，中科院物理研究所副研究员，主要从事高温超导体的中子散射研究。本文转自蝌蚪五线谱网站） 《科技日报》（2013-8-8 五版）

2012年06月29日 来源： 中国科技网 作者： 常丽君 本报讯在 某些超导体中，运动电子的性质极为奇特。它们好像比真空中的自由电子重1000倍，但同时电子运动却是毫无阻力的。据物理学家组织网近日报道，美国普林斯顿大学领导的一项最新研究显示，产生这种现象是由于“量子纠缠”的过程，该过程决定了晶体中运动电子的质量。这一发现有助于人们理解超导性的成因，并有望在提高电网效率、加快计算速度等方面获得应用。相关论文发表在近日出版的《自然》杂志上。 将电子冷却到超低温形成某种固体物质时，这些极轻的粒子就会增加质量，好像变成了重粒。把它们冷却到接近绝对零度时，这种固体就有了超导性。其中的电子尽管很重，却能毫无阻力地流动，不会浪费任何电能。 研究小组还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）和加州大学欧文分校的科学家，他们利用专门设计的低温扫描隧道显微镜（STM）拍摄晶体中的电子波。晶体经过了处理，表面包含一些原子瑕疵。他们将温度降低到实验需要，观察到了电子波纹，这些波纹围绕着瑕疵之处扩散开来，就像在池塘里投入石头散开的涟漪。 “这是首次获得重电子形成的精确画面。在降低温度时，我们看到晶体中的运动电子演变成了更重的粒子。”领导该研究的普林斯顿大学物理学教授阿里·雅兹达尼说。他们通过直接拍摄的电子波图像，不仅看到了电子质量是怎样增加的，还看到了重电子是由两个纠缠电子构成的复合体。 他们还把实验观察和理论计算数据进行了对比，解释了电子为何会出现这种性质。由于量子纠缠，电子糅合两种截然相反的行为。在晶体中，重电子产生于两个行为相反的电子的纠缠，其中一个被困住绕着一个原子，而另一个在各个原子之间自由地跳跃。 研究人员解释说，量子力学原理控制着微小粒子的行为，形成了量子纠缠，这一过程决定了晶体中运动电子的质量。轻微调整这种纠缠，就能极大地改变材料的性质。而纠缠度是决定重电子形成和进一步冷却时行为表现的关键。调整晶体的成分或结构，就能调整纠缠度和电子重量。如果让电子太重，它们就会被冻成磁化状态，黏在每个原子旁边，以相同的方向自旋。但如果只是轻微调整，让电子获得合适的纠缠数量，这些重电子就会在冷却时变成超导体。“我们的研究证明了，只有当处在‘迟缓’和‘迅速’这两种行为的边界时，才能获得超导性。这是最有利于产生重电子超导性的条件。”雅兹达尼说。 许多磁性材料在它们的成分或晶体结构发生了微妙改变之后，变成了超导体。哈佛大学理论物理学家苏伯·萨奇戴伍说，该实验有助于揭开高温超导的秘密，理解这种磁性和超导性之间的转变，即量子临界点，有助于解释物质为何会具有超导性。（常丽君） 《科技日报》（2012-06-29 二版）

科学网2007年6月8日讯 高温超导研究的一个终极目标就是要找到在常温下具有超导特性的材料。如果能够实现，人类将在多个领域广泛受益。最近，科学家又朝着这个目标迈进了一步。他们发现，临界高温超导材料具有类似金属的特性。这一成果有望加深科学家对于超导现象和整个超导理论的理解。相关论文发表在5月31日的《自然》杂志上。1911年，利用液氦的低温，科学在-269°C时发现了超导电性现象。具有超导特性的物体自身电阻为零，而且磁场不能穿过。不过，超导现象只能在极低的温度下发生，这大大限制了它在能量传输和医学成像等方面的应用。 1987年，研究人员得到了所谓的“高温超导材料”，它们的临界温度高于77K（-196°C）。这与常温相比还是很低的，到目前为止，高温超导材料的临界温度纪录是138K（-135°C）。高温超导材料的发现大大激发了科学家进一步寻找常温超导材料的热情，不过，由于受一些基础性问题的困扰，相关研究屡屡受挫，其中很重要的一个问题就是超导材料中的电子运动。 在最新的研究中，来自法国国家科学研究中心（CNRS）脉冲磁场国家实验室（National Laboratory for Pulsed Magnetic Fields）的研究人员与加拿大Sherbrooke大学的科学家一道，观测到了临界高温超导体的“量子振动”。他们在极低的温度下（1.5K—4.2K），将实验样品置于62特斯拉（地磁场强度的100万倍）的超强磁场之中，结果发现，磁场破坏了样品的超导状态，而恢复到常态的样本由于受磁场的影响，表现出了电阻的振动。鉴于这种振动正是金属的特性，研究人员认为，他们所研究的临界高温超导样品中电子的运动方式与一般金属类似。 研究人员为了这个结论，足足等了20年。它无疑将加深人们对于临界高温超导电性的认识，此外，新的发现也有助于一些超导理论脱颖而出，为构建新的理论打下坚实的基础。

超导核磁共振仪的操作图示,

上海交通大学23日宣布，物理系李贻杰教授领导的科研团队历时3年，采用独特的技术路线，成功研发一整套具有我国自主知识产权的百米级第二代高温超导带材，实现了国内超导带材领域的新突破。　　国产百米级第二代高温超导带材像一层薄膜，金属基带的宽度为1厘米、厚度为80微米，而用于传输超导电流的稀土氧化物超导层的厚度还不到1微米。与传统的铜导线相比，相同横截面积超导带材的载流能力是铜导线的几百倍。

科技日报 2012年03月30日 星期五 本报讯（记者刘霞）据物理学家组织网3月29日（北京时间）报道，科学家们使用中子散射，首次对二维费米液体进行了研究，结果发现了一类新的波长非常短的密度波（高温超导性就源于这类密度波动）。科学家们认为，电子等费米液体可能也存在同样的现象，因此，最新发现有望推动高温超导理论的发展，也有助于科学家们理解金属和中子星的成分。研究发表在3月28日出版的《自然》杂志上。 费米液体由相互作用力很强的费米粒子（包括夸克子、电子、质子和中子等）组成。费米子广泛存在于原子核、金属、半导体和中子星内。费米液体也是科学家们用来建模并解释原子甚至亚原子粒子之间复杂的相互作用（这类互作用受到名为“量子多体物理学”的量子力学的支配）的两类量子液体之一。 费米子也满足泡利不相容原理，即两个以上的费米子不能出现在相同的量子态中，这就使得费米子系统相当复杂。因此，尽管另一类由胶子、光子等玻色子组成的量子液体的物理学基础已被科学家破解，但费米液体一直是个未解之谜。 在最新研究中，来自法国国家科学研究院（CNRS）、芬兰阿尔托大学、美国橡树岭国家实验室、纽约州立大学布法罗分校和奥地利约翰开普勒林茨大学的科学家们通过中子散射，首次对一份费米液体中波长非常短的元激发进行了直接观察。在研究中，中子被集中在一层原子厚的氦-3上，在地球上，氦-3比氦-4（用于氢气球和宇宙飞船中）少见，其在接近绝对零度时的行为就像费米液体。 使用这种散射技术，科学家们观察到了高频率的、波长非常短的密度波——零声波振荡。科学家们认为，在费米氦液体中发现这些振荡非常有意思，因为如果能在由电子组成的费米液体中观察到这类高频密度振动，这将有望让高温超导领域大大受益。 该研究团队接下来打算对该费米子氦系统的属性进行调查，随后再对电子液体进行调查。 该研究的领导者、法国国家科学研究院凝聚态物理学专家亨利·郭德弗瑞表示：“如果费米子电子系统也拥有同样的属性，这会让研究电子系统的科学家深感兴奋，而且，我们的最新发现也表明，电子液体有可能拥有同样的属性。这是量子液体领域的一个重大发现，会对量子多体物理学产生重要的影响，尤其有助于科学家们理解金属和中子星的成分。” 总编辑圈点： 尽管经过了编译加工，费米液体展示出新密度波这样的内容仍然非常生涩难懂，但如果由此实现高温超导，必将成为与核技术一样引领人类历史的发现。这便是基础科学研究的特点：尽管多数时候难以被理解和默默无闻，却是认识自然现象、揭示规律并获取新知识、新原理、新方法的必由之路，其衍生出的发明创造已经涵盖了现代文明的每个角落。从类似消息中，我们既要喝彩新的发现，更要看到竞争，多问问自己做得怎么样。

中国科技网讯 据物理学家组织网9月12日（北京时间）报道，由多伦多大学物理学家领导的国际研究小组利用透明胶带首次在半导体内诱发出了高温超导现象。这一方法为研制可用于量子计算机和提升能效的新型设备铺平了道路。相关论文发表在9月11日出版的《自然—通讯》杂志上。 高温超导是一种物理现象，通常指一些具有比其他超导物质更高临界温度的物质在液氮环境下产生的超导现象。而高温超导体是指无需加热就能够在液氮温度下导电且不会损失能量的材料，其通常也指在液氮温度以上超导的材料。它们目前被用于低损耗输电，并可作为量子计算机等下一代设备的基础构件。 人们在1911年发现超导体的时候，就被其奇特的性质，即零电阻、反磁性和量子隧道效应所吸引。但在此后长达75年的时间内，所有已发现的超导体都只能在极低的温度下才显示超导。另外，只有特定的铁化合物和铜氧化物才显示出高温超导特性，但铜氧化物却具有完全不同的结构以及复杂的化学组成，使其无法与一般的半导体相结合，因此这种化合物的实际应用也深受限制，而探索它们所能产生的新效应也变得尤为重要。例如，观察材料的邻近效应，即一种材料中的超导性会引发其他邻近的普通半导体也能产生超导现象。由于基本的量子力学要求两种材料要进行近乎完美的接触，因此上述情况很难发生。 研究小组负责人、该校的物理学家肯尼斯·博奇谈道：“通常情况下，半导体和超导体之间的交界面材料需经过复杂的生长过程才能形成，制造的工具也要比人的头发更为精细。而这个界面正是此次试验中透明胶带的附着地。”研究团队使用了透明胶带和玻璃载片来放置高温超导体，使其接近一种特殊类型的半导体——拓扑绝缘体。拓扑绝缘体能像大部分的半导体一样，其表面十分具有金属质感，允许电荷移动。这是因为在拓扑绝缘体的内部，电子能带结构和常规的绝缘体相似，其费米能级位于导带和价带之间。而在拓扑绝缘体的表面存在一些特殊的量子态，这些量子态位于块体能带结构的带隙之中，从而允许导电。因此也在这种新奇的半导体内首次诱发了高温超导现象。（记者 张巍巍） 总编辑圈点： 透明胶带和高温超导，这两个看似风牛马不相及的东西，却神奇地联系到了一起，让我们不得不惊叹科学家的非凡想像力。超导技术作为21世纪的宠儿，其发展、应用和普及将在世界能源方面发挥不朽的作用，将为世界免去大量不必要的边缘耗散。如果这些能量被合理利用，对人类的发展不可谓不大。超导材料的普及必将是一场材料大革命，其意义并不会亚于其他科技革命。而文中所述的研究发现，或将超导材料的应用普及引入“快车道”。 《科技日报》（2012-9-13 一版）

朋友们好！我是一名在校的硕士生，准备对超导物性进行研究，但由于经验不足，对这方面了解不足，故请教高手给予指点，谢谢！！！

铜氧化物材料中的超导电性自1986年发现以来，其超导机制就一直是人们关心的中心问题。这类材料的一个普遍特性是在超导转变温度TC以上很宽的温度范围内有赝能隙及费米弧的存在，而对这些现象的正确理解是寻找超导配对机理的重要方面。目前通过角分辩光电子谱（ARPES）和扫描隧道显微镜（STM）等重要的谱学手段得到的对赝能隙与超导能隙的认识尚不一致，主要存在着两种不同的观点：一是单能隙或预配对观点，即赝能隙起源于超导预配对，另一则是两能隙观点，即赝能隙的起源与超导电性无关。 对于经典BCS超导体的研究，Giaever的平面型隧道结曾发挥了重要作用。通过隧道谱，人们可以方便地确定超导能隙、电子态密度、准粒子寿命以及导致配对的电声相互作用（有效声子谱）等重要参数。Bi2Sr2CaCu2O8+δ本征约瑟夫森结是目前质量最好的铜氧化物材料的平面型隧道结，此类结是以晶体内的CuO2双层作为电极、BiO/SrO作为隧道势垒层所形成（见图一中的插图），因此可以避免所有外在的实验不确定因素，提供各种稳定、重复的温度依赖的测量，但早期利用此类隧道结进行的研究受到了自热效应的影响，以致测量的本征隧道谱出现严重的变形。 最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）赵士平研究组和王楠林研究组、顾长志研究组合作，优化了Bi2Sr2CaCu2O8+δ本征约瑟夫森结表面层的接触并将结的面积减小到深亚微米尺度，从而成功解决了自热效应，获得了多种掺杂的Bi2Sr2CaCu2O8+δ材料在全温区的本征隧道谱（图一）。采用隧道实验中常用的处理方法对这些隧道谱的分析发现，在T* 温度赝能隙出现后，随着温度的降低，超导能隙会在某个温度Tc0开始打开，其中Tc0明显高于超导转变温度Tc，而超导能隙随温度的变化与d-波BCS能隙规律完全符合。这些结果也得到了零压电导随温度的变化规律的证实。分析给出了超导态与赝隙态的基本参数（图二），同时表明在动量空间赝能隙主导反节点区域，而超导能隙主导节点区域。随着温度下降到Tc0，超导配对首先出现在节点附近的费米弧上，到了Tc以下，超导配对由节点区逐渐扩展到反节点区，最后在远远低于Tc时形成全费米面的d波超导能隙。计算也得到了超导相由于准粒子和库柏对的有限寿命所导致的费米弧，其中弧长对温度显示了常见的线性依赖关系。 这些结果为高Tc超导电性的探索提供了新的实验事实 【详见Sci. Rep. 2, 248（2012）】。 上述研究得到国家自然科学基金委、科技部和中国科学院相关项目的资助。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201205/W020120517361959073689.png图一、不同掺杂的Bi2Sr2CaCu2O8+δ超导体的本征电子隧道谱，插图为晶体内部隧道结的形成情况。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201205/W020120517361959086333.png图二、超导和赝隙态的(a)特征温度和(b)能隙随掺杂的变化，插图为2Δs/kTc0值。http://www.cas.cn/images/fj.gifEnergy gaps in Bi2Sr2CaCu2O8＋δ cuprate superconductors

2011年04月29日 来源： 科技日报 作者： 刘霞　　本报讯（记者刘霞）据美国物理学家组织网4月28日（北京时间）报道，美国科学家使用自主设计的、精确的原子逐层排列技术，构造出了一个超薄的超导场效应晶体管，以洞悉绝缘材料变成高温超导体的环境细节。发表于当日出版的《自然》杂志上的该突破将使科学家能更好地理解高温超导性，加速无电阻电子设备的研发进程。　　普通绝缘材料铜酸盐在何种情况下从绝缘态跃迁到超导态？这种跃迁发生时，会发生什么？这些问题一直困扰着物理学家。探究这种跃迁的一种方法是，施加外电场来增加或减少该材料中的自由电子浓度，并观察其对材料负载电流能力的影响。但要想在铜酸盐超导体中做到这一点，还需要构建成分始终如一的超薄薄膜以及高达100亿伏/米的电场。　　美国能源部物理学家伊万·博若维奇领导的布鲁克海文薄膜研究小组之前曾使用分子束外延技术制造出这种超导薄膜，该技术在一次制造一个原子层时还能精确控制每层的厚度。他们最近证明，用分子束外延方法制造出的薄膜内，单层酮酸盐能展示出未衰减的高温超导性，他们用该方法制造出了超薄的超导场效应晶体管。　　作为所有现代电子设备基础的标准场效应晶体管内部，一个半导体材料将电流从设备一端的“源”电极运送至另一端的“耗”电极；一个薄的绝缘体则作为第三电极“门”电极负责控制场效应晶体管。当在绝缘体上施加特定的门电压时，该门电极会打开或关闭。但没有已知的绝缘体能对抗诱导该酮酸盐内部高温超导性所需的高电场，因此，标准场效应晶体管的设计并不适用于高温超导场效应晶体管。　　博若维奇团队用一种能导电的液体电解质来分离电荷。当朝电解液施加外电压时，电解质中的正电荷离子朝负电极移动，负电荷离子朝正电极移动，但当到达电极时，离子会突然停止移动，就像撞到“南墙”一样。电极“墙”负载的等量相反电荷之间的电场能超过100亿伏/米。　　新研制的超导场效应晶体管中，高温超导体化合物模型（镧-锶-铜-氧）的临界温度可达30开氏度左右，为其最大值的80%，是以前纪录的10倍。科学家可使用该晶体管来研究与高温超导性有关的物理学基本原理。　　超导场效应晶体管的应用范围很广泛。基于半导体的场效应晶体管能耗大，而超导体没有电阻也无能耗。另外，原子逐层排列制造出的超薄结构也使科学家能更好地使用外电场来控制超导性。　　博若维奇表示，这仅仅只是一个开始，高温超导体还有很多秘密有待探寻，随着其神秘“面纱”逐一揭开，将来能制造出超快节能的高温超导体。　　 总编辑圈点：　　辛亥革命爆发、乔治五世加冕、普利策逝世……这是历史书上的1911年。但同年，一个平常的4月天里，荷兰一所实验室内人类首次发现了超导体，于今恰好百年。这种进入超导态就会电阻趋0的材料，尚未露真容，却承载了一个世纪的无热损和强磁场之梦，直接涉及超导电性的诺奖就有4起，1987年临界温度的速提甚至成为了科技史之奇迹。于是，人们谈起那年4月的荷兰小城，会说：超导百年，对人类社会的影响，不亚于和它同年发生之事。

近日，安徽省量子信息工程技术研究中心及科大国盾量子技术股份有限公司联合发布消息，国产稀释制冷机“ez-Q Fridge”在交付客户后完成性能测试，实际运行指标达到同类产品国际主流水平，成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。据媒体报道，2023年下半年，国盾量子向两家科研单位交付了国产稀释制冷机产品，经客户多月测试，设备长时间连续稳定运行，能够结合主动减震系统以及磁屏蔽等，为量子芯片提供低至10mK级别的极低温低噪声环境，制冷功率达到450uW@100mK。在容纳78根低温测控同轴线缆的超导量子计算低温支撑系统中，分别对56比特和24比特超导量子芯片进行测试，稀释制冷机运转效果良好，达到了国际先进水平。实际上近年来，量子科技已引起国内外的广泛关注。而发展先进的量子科技离不开极低温制冷技术，这主要是由于量子本身是微观的效应，很容易受到干扰，而超低温可以将噪音降得很低。比如，对量子比特来讲，它最怕的就是温度，因为温度产生热耦合噪音，低温之后噪音就可以被极大的限制，使它成为孤立系统，这时它的退相干时间就会大大延长，量子比特才会成功，否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。目前达到低温的手段主要有吸附制冷、绝热去磁制冷和稀释制冷。稀释制冷技术于 1950 年代首次提出，并在 60 年代建成了第一个完整的稀释制冷系统，随后便成功商业化。稀释制冷技术最低温度可以低至数个mK（10K），具有制冷过程连续不间断及制冷功率较大等优点，随着低温物理研究需求的不断增加，其已经成为目前最为流行的制冷方法。水有普通的水和重水，它们混合到一块是分不开的，但是氦三氦四不一样，液态的氦三和氦四在低温下在大约八九百mK的时候就会自动分开，自动分开的现象过程中会有所谓的制冷效应，其实这就是因为这两者复合在一起就会产生稀释效应，就会有降温效应，连续的补充和打破平衡，就使得混合液一直处于相分离状态，就实现了所谓的稀释制冷，这就是稀释制冷机的原理。随着量子计算等技术的不断发展，对mK级的稀释制冷机提出了更高的要求，当前国内有数家单位和企业在投入精力开发。[b]中科院物理所[/b]2021年，中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10mK(比绝对零度-273.15摄氏度高0.01度)极低温，标志着中国在高端极低温仪器研制上取得突破性进展，具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。2023年3月28日，中国科学院物理研究所承担的北京市科技计划课题“400微瓦无液氦稀释制冷机研制”顺利通过了第三方技术测试。测试专家组认真听取了项目工作报告，审查了技术测试方案，查验了测试仪器和受试设备，通过现场测试和读取测试数据，一致认为该无液氦稀释制冷机长时间连续稳定运行最低温度已达到7.6mK，制冷功率达到450μW@100mK，两项指标均达到了国外主流中型商业稀释制冷机的水平。[b]合肥知冷低温科技有限公司[/b]2023年6月13日，“量子计算用国产极低温稀释制冷机项目”在合肥高新区正式签约，并入驻量子信息未来产业科技园。“量子计算用极低温稀释制冷机”由安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发。安徽大学研究员、合肥知冷低温科技有限公司董事长王绍良表示，项目是合肥“以投带引”的成功案例，在合肥市科技创新集团的支持下，项目公司将拿到第一笔种子基金，打通落地转化的最初一公里。[b]本源量子[/b]2023年10月，由本源量子计算科技（合肥）股份有限公司完全自主研发的本源SL400国产稀释制冷机成功下线，这是国内科创企业的研发团队首次成功突破量子计算极低温制冷这一关键核心技术。省量子计算工程研究中心相关负责人张俊峰说：“该稀释制冷机可提供12mK以下的极低温环境及不低于400μW@100mK的制冷量，降温时间在40小时内，升温时间在24小时内，可满足超导量子计算的极低温运行环境和快速回温的要求，达到国际主流产品的水平。”此外，中船重工、飞斯科等国产厂商目前也在投入相关设备研发。中船重工鹏力(南京)超低温技术有限公司市场总监巢伟向仪器信息网透露，当前国内能用的最基础版本的是400-500μW，而国外主流厂商的1mW设备已经成熟了，甚至开展了10mW的研究，比如IBM的10mW的设备已经用起来了。林德等企业已开发了百瓦级、甚至数百瓦级别4K制冷量来预冷的稀释制冷机。当前中船低温已实现4K制冷机每年一千多套的量产。上世纪70年代物理所冉启泽老先生曾研制出湿式稀释制冷机，但后来无人从事相关研究，相当长一段时间内国内处于技术断层和研究空白，目前国内所用到的稀释制冷机均从欧美购买，比如Oxford Instruments ，Cryomagnetics，Janis Research Company，Bluefors Oy NanoMagnetics Instruments， ICE Oxford Ltd，Quantum Design, Inc.，Leiden Cryogenics Entropy等。2019年12月，美国商务部的一份内部文件提出，未来将限制向中国等美国在量子计算上的竞争对手出口稀释制冷机。一旦被限，中国的量子计算研究将面临重大挑战。据了解，国际主流稀释制冷机售价400万元至600万元，稀释制冷机的国产化，在一定程度上扭转了量子计算关键核心技术受限的局面，加快了量子计算领域自立自强步伐，增强我国在量子计算领域完全自主可控能力。[来源：仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]

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日本科学家最近发现一种新的高温超导物质，它是一种含铁化合物，在零下241摄氏度的环境中其电阻变为零。　　日本科学技术振兴机构和东京工业大学18日联合发布新闻公报说，东京工业大学教授细野秀雄的研究小组合成的这种化合物名为“LaOFeAs”，是一种由绝缘的氧化镧层和导电的砷铁层交错层叠而成的结晶化合物。纯粹的这种物质并没有超导性能，但如果把“LaOFeAs”中的一部分氧离子置换成氟离子，它就开始表现出超导性，通过调节氟离子的浓度，该化合物的超导临界温度最高可上升到零下241摄氏度。 来源:中国新闻网

“超导环”是否能为宇宙的早期发展提供线索，详见附件论述[~185476~]

[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=100801]超导核磁共振仪结构介绍[/url]

研究证实磁性和超导性可共存据美国物理学家组织网9月6日（北京时间）报道，美国科学家将两块不具有磁性的绝缘体粘合在一起，结果发现，它们相遇的接口层既有磁性又有超导性。这一结果令人吃惊，因为在正常情况下，磁性和超导性无法共存，科学家有望据此研制出新奇的电子材料。研究论文发表在9月5日出版的《自然—物理学》杂志上。斯坦福材料和能源科学研究所（SIMES）、美国能源部下属的斯坦福直线加速器中心和斯坦福大学的科学家携手进行了这项研究。该论文的第一作者、SIMES的研究生朱丽·伯特和同事与来自日本东京大学的应用物理学家哈罗德·黄一起，将一薄层铝酸镧放置在一个钛酸锶基座上，结果发现，这两种复合氧化物相遇的原子层变得具有磁性，同时在接近绝对零度的温度下，电流能毫无电阻地流过该处，这表明，该原子层也具有超导性。该研究的领导者、斯坦福直线加速器中心的凯瑟琳·默勒表示，科学家们一直希望能找到方法，让铝酸镧和钛酸锶等复合氧化物材料具有磁性，以研制出新的计算存储设备。最新研究为科学家们“研制出具有令人惊奇新特性的新材料以及研究磁性和超导性等在正常情况下不兼容状态之间的相互作用提供了新的可能性”。在一般情况下，超导材料的导电性为100%，也会排斥周围的任何磁场。默勒说：“接下来的研究非常关键，我们需要弄明白，这种材料内的磁性和超导性之间是相互对抗还是相互辅助。”无独有偶，美国麻省理工学院（MIT）的科学家也在《自然—物理学》杂志上独立撰文指出，他们使用另一种测量方法，也证实了磁性能存在于两个材料的接口处。英国剑桥大学的物理学家安德鲁·米勒斯并没有参与上述研究。他表示，最新研究有望让科学家研制出新的材料类型，其具有“可控的、新奇有用的导电性”。不过，他也表示，尽管要实现这一目标还有很长的路要走，但新发现表明，“该研究领域已经度过一个关键的里程碑”。默勒表示，科学家们正在进行试验，以便查看当对这种材料进行压缩或在其上施加电场时，磁性和导电性是否会出现变化。他们也必须进行其他研究，以找出对形成这些氧化物内的磁性和超导性有帮助的物理属性。（来源：科技日报 刘霞）

[font='calibri'][size=18px][color=#000000]　[/color][/size][/font][font='calibri'][size=18px]7月22日，韩国量子能源研究所等机构的研究人员在预印本网站arXiv上[/size][/font][font='calibri'][size=18px]发布两篇论文[/size][/font][font='calibri'][size=18px]，[/size][/font][font='calibri'][size=18px]他们通过在铅-磷灰石晶体中掺入铜元素[/size][/font][font='calibri'][size=18px]合成的“LK-99”材料具备超导性，超导临界温度在127摄氏度左右，而且在常压下就具备超导性。[/size][/font][align=left][font='calibri'][size=18px] 韩国团队宣称的成果引起科学界极大关注的同时，也受到不少学者的质疑；[/size][/font][/align][align=left][size=18px][font='calibri'] 印度国家物理实验室和中国北京航空航天大学的团队开展的两项独立的实验合成了“LK-99”，但没有观察到超导的迹象；[/font][/size][/align][align=left][size=18px][font='calibri'] 中国[/font][font='calibri']东南大学教授孙悦发布“室温超导复现实验-全流程”实验视频，视频中表示无超导磁悬浮现象[/font][font='calibri']，但[/font][font='calibri']在110 K(-163.15 ℃)以下，常压观测到LK-99材料出现零电阻；[/font][font='calibri'][/font][/size][/align][align=left][font='calibri'][size=18px] 14日中科院物理所发布了题为《那些年室温超导的疑云后来都怎么样了》的文章，对近期“LK-99”事件进行总结，截至目前所有宣称过的室温超导材料均处于未被验证或争议状态，但是学界[b][color=#cc0000]对于室温超导持续探索是有意义的，这是工程学的期盼，也是科学的追求[/color][/b]，从元素超导体到铜基到铁基超导体，我们对超导的认识正在一步一步深入。随着实验技术的进步和基础理论的突破，未来会有更多的“室温超导材料”出现。[/size][/font][/align][align=left][size=18px][/size][/align][align=left][/align][align=left][/align][align=left][/align]

各位老师好，　在网上看到“超导脉冲傅立叶变换核磁共振谱仪检定规程”，大家的谱仪都怎么做检定？有关核磁项目的实验室认证项目，大家都怎么做，都要认证吗？

据美国物理学家组织网9月6日（北京时间）报道，美国科学家将两块不具有磁性的绝缘体粘合在一起，结果发现，它们相遇的接口层既有磁性又有超导性。这一结果令人吃惊，因为在正常情况下，磁性和超导性无法共存，科学家有望据此研制出新奇的电子材料。研究论文发表在9月5日出版的《自然-物理学》杂志上。　　斯坦福材料和能源科学研究所（SIMES）、美国能源部下属的斯坦福直线加速器中心和斯坦福大学的科学家携手进行了这项研究。该论文的第一作者、SIMES的研究生朱丽·伯特和同事与来自日本东京大学的应用物理学家哈罗德·黄一起，将一薄层铝酸镧放置在一个钛酸锶基座上，结果发现，这两种复合氧化物相遇的原子层变得具有磁性，同时在接近绝对零度的温度下，电流能毫无电阻地流过该处，这表明，该原子层也具有超导性。

请问BRUKER AVANCE 500MHz 超导NMR的价格和对安装环境的要求？

楼上公司租了我们公司的地方办公，一直都没有时间上去具体看看，今天有空去溜达了一下，他们副总经理给我展示了一下他们的炁管。他说炁管（在管子内输入炁体制成的管子）实现[B]常温和任何温度[/B]下的超导，由于我好久没有接触物理知识了。见我半信半疑，他拿出打火机烘烤了一下那个管子，当时感觉那个传热真的是很神奇，均匀传热，更神奇的是，他用测温仪测量非加热端温度竟然比加热端要高，我问他，他说自己也搞不清楚，发明这个的专家也解释不清楚，美国斯坦福大学在研究，就是搞不明白，没有办法用原理来解释[em53]

[font=黑体, SimHei][size=16px][font=等线]点击链接查看更多：[url]https://www.woyaoce.cn/service/info-14046.html[/url]型号：[/font]AVANCE ⅢHD 400 MHz[/size][/font][font=等线][size=16px]生产厂家：德国Bruker公司[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]主要技术指标：[/size][/font][font=等线][size=16px]1.超屏蔽超导磁体，磁场强度为9.4特斯拉，2组数字化射频通道[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]2.BLAXH 500/300-高性能线性功放系统[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]3.B-SVT 高精度变温控制单元 温度设置幅度：+/-0.1oC[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]4.4mm CP/MAS 宽带固体探头 标准腔 温度范围: -50?C ~ +80?C [/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px][font=等线]频率范围：[/font]15N-31P+1H 13C灵敏度≥75：1 最高转速：15KHz[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]5.7mm CP/MAS 宽带固体探头 标准腔 温度范围: -50?C ~ +80?C [/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px][font=等线]频率范围：[/font]15N-109Ag+1H 15N灵敏度≥22.7:1 最高转速：7KHz[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]6.4mm高分辨魔角微量探头(HR/MAS)：变温范围：-20?C～+80?C，容量50μl，魔角旋转。[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]应用范围：[/size][/font][font=等线][size=16px]CP/MAS可分析不溶固体物质以及一些虽能溶解但溶解后其结构发生变化的固体物质，了解样品在固体状态下的结构信息。用于各种材料的结构与性能方面的研究，如固体催化剂、玻璃、陶瓷、高分子、膜白质、骨头、羟基磷灰石等；在无机及聚合物材料化学、医药中间体及活性分子、沸石分子筛、有机发光中间体、表面化学及催化等研究领域广泛运用。[/size][/font]

各有关单位：根据《浙江省环保产业协会团体标准管理办法》相关规定，2022年9月23日，我会对《超导磁分离水处理设备》团体标准进行了立项审查，经技术专家认真研究与审核，上述团体标准符合立项条件，现批准立项。请各单位按照相关要求抓紧组织实施，严把标准质量关，切实提高标准编制的质量和水平，增强标准的适用性和有效性，按期完成标准编制的相关工作。联系人：李清泉、吴奇电 话：0571-89775781 、0571-81060684电子邮箱：zaepi204@163.com[align=right]浙江省环保产业协会[/align][align=right]二〇二二年九月二十三日[/align][url=http://file2.foodmate.net/wenku2022/wfx202209271420.pdf]关于《超导磁分离水处理设备》团体标准的立项公告.pdf[/url]